JP2005505965A - 多相電圧制御発振器 - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
本発明は、電圧制御発振器に関し、特に、集積回路チップ上に形成された直交電圧制御発振器に関する。
【背景技術】
【0002】
電圧制御発振器(VCO)は良く知られている。通常の従来技術によるVCOは、可同調タンク回路、即ち、バッファを駆動するコンデンサ(C)と並列のインダクタ(L)、例えば、反転器であって、基本周波数(T0)で発振し、電圧可同調動作範囲を有する。理想的には、VCO出力周波数は、発振器に印加される制御電圧に直接且つ直線的に比例する。発振器動作周波数は、L又はCを変化させることによって変更し得る。一般的に、可同調タンク回路VCOは、最も信頼性の高いVCOである。
【0003】
完全に集積化したLCタンクVCOは、極めて広い同調範囲を実現するために、通常、バンドスイッチング技術又は更に多数のVCOを必要とする。インダクタやコンデンサなどの個別構成要素は、高価であり又かさばる。更に、これらの個別構成要素を集積回路に取り付けると、集積回路が複雑になる。従って、通常の集積回路チップVCOは、単純な発振器、又は、例えば、リング発振器等、オンチップに形成して含み得る他の回路をベースにしている。しかしながら、リング発振器は、特に安定ではなく、また、チップの周囲条件や動作条件に極めて敏感である。
【0004】
更に、このようなリング発振器ベースの集積VCOの出力電圧スイングは、一定ではないが、出力周波数に対して直線的な関係がある。同調範囲を大きくするために、設計者は、VCO動作スペクトルの低周波数端で出力信号が小さくなることを容認しなければならない。これらの低出力信号レベルによって、発振器の性能が低下し、雑音感受性が増大する。
【0005】
従って、同調範囲が広く、また、その同調範囲に渡って出力信号レベルが大きい完全に集積化した直交(quadrature:クアドラチュア)VCOに対するニーズが存在する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
本発明は、インダクタを含まず、好適には、直交VCOとして知られているタイプの、単一の集積回路チップ上に完全に集積可能な多相電圧制御発振器(VCO)である。特に、本発明の直交VCOは、通常CMOSと呼ばれる相補絶縁ゲート電界効果トランジスタ(FET)技術で実現し得る。一般的に、直交VCOは、互いに90度位相がずれている少なくとも2つの出力信号、即ち、正弦位相と余弦位相を生成する。
【課題を解決するための手段】
【0007】
従って、本発明のVCOは、雑音が小さく、周波数範囲が広く、完全に集積可能なCMOS直交VCOであり、全周波数範囲において出力電圧スイングが大きい。このVCOの好適な同調範囲は、1200MHzから2000MHzに達っし、出力電圧スイングは、全範囲において、デジタル回路を駆動するのに充分な程大きい。更に、このVCOは、独特の合成器ループをサポートする2重同調ポートを含む。
【発明を実施するための最良の形態】
【0008】
前述の及び他の目的、側面及び利点は、図面を参照しつつ、以下の好適な実施形態の詳細説明から良く理解されるであろう。
図1は、好適な実施形態による直交VCO100を示すブロック図であり、直交VCO100は、電圧制御可能な相互コンダクタンス位相ドライバ102、104、106、108を含む。本実施形態において、各電圧制御可能な相互コンダクタンス位相ドライバ102、104、106、108の出力は、4発振器位相の1位相を供給する。各電圧制御可能な相互コンダクタンス位相ドライバ102、104、106、108は、4位相の内の2位相をブロック入力として受信する。本発明は、用途が直交VCOに限定されず、N位相の発振器を実現するために用いることができ、各位相は、制御可能な相互コンダクタンス機能ブロックによって生成され、本明細書において以下に述べるように、出力位相からブロック入力を適切に選択する。
【0009】
図2は、図1の電圧制御可能な相互コンダクタンス位相ドライバ102、104、106、108に対応するVCO100構築用の基本位相ドライバ110を示す。各基本位相ドライバ110は、2重相互コンダクタンス反転増幅器112、114を含む。抵抗器116及びコンデンサ118は、電流加算出力ノード120において、単極・位相シフトインピーダンスを形成する。相互コンダクタンス増幅器112、114は、入力制御電圧V1、V2に応答して電流V1gm1、V2gm2を生成する。
【0010】
図3A及び3Bから分かるように、相互コンダクタンス増幅器112、114に供給された入力電圧V1、V2は、位相と大きさを有するベクトルと見なし得る。電流ベクトルV1gm1、V2gm2は、そこから生じ、また、位相ドライバ出力部である電流加算ノード120で加算される。説明を簡単にするために、コンデンサ118をゼロ、従ってXc=4とすると、電流ベクトルは、出力インピーダンス(R)になり、その結果、出力電圧ベクトルは、(V1gm1+V2gm2)Rとなる。図3Aに示すように、入力電圧ベクトルが、振幅が等しく、また、直交していると、合成出力電圧ベクトルは、直交から45度位相がずれ、また、反転される。更に、図3Bに示すように、出力ベクトルの大きさと位相は、双方共、相互コンダクタンス増幅器利得gm1及びgm2を制御することによって、制御可能に変更し得る。
【0011】
図4A及び4Bは、極座標形式で単極加算インピーダンスの大きさと位相をそれぞれ示す。位相シフトは、ゼロ(0)ラジアンでゼロ(0)であり、また、周波数が無限大に近づくにつれて、マイナス90度(−90°)即ち−B/2ラジアンに近づく。大きさは、0ラジアンにおいて、最大であり、Rに等しく、また、周波数が大きくなり無限大に近づくにつれて0になる。3db点は、T=1/RCで生じ、これは、45度位相シフトに対応する。図4Cは、個々の制御可能な相互コンダクタンス機能ブロックの極座標での(コンデンサ118を含む)加算インピーダンスの伝達関数を示す。任意の周波数でのベクトルインピーダンスは、原点で生じ、その特定の周波数に対応する点の弧112上で終わる。
【0012】
図5A及び5Bは、図4Cの加算インピーダンス極座標グラフを図3A及び3Bのベクトル図に重ね合わせて得られた電圧制御可能な相互コンダクタンス位相ドライバ102、104、106、108のベクトル伝達関数を示す。加算インピーダンスの0°における位相シフトベクトルは、弧122に対応する弧124、126を有する出力電圧ベクトル(V1gm1+V2gm2)Rの大きさと位相に写像される。直交入力ベクトル並びにgm1及びgm2の値を具体的に組み合わせる場合、直交出力ベクトルに対応する加算インピーダンスの極座標グラフ上に固有の周波数が存在する。従って、上述した様に、gm1=gm2の場合、直交出力ベクトルは、図5Aのように、Tc=1/RCで45度位相シフトに対応する。従って、gm1及びgm2の値を制御することによって、位相ドライバの直交周波数が制御されると、直交周波数は、0から無限大に変化し得る。従って、図1の例にある各位相ドライバ102、104、106、108の場合、入力電圧V1は、結果的に得られる出力ベクトルに対して、180度位相がずれており、また、入力V2は、−90度位相がずれている。この解析から、どのブロックの出力信号が、どのブロックの入力部に渡されるか選択するのは簡単なことである。
【0013】
図6は、図1のブロック図100に対応する好適な実施形態による直交VCO130を示す更に詳細なブロック図である。各電圧制御可能な相互コンダクタンス位相ドライバ102、104、106、108は、1対の制御可能な相互コンダクタンス反転増幅器132、134、136、138にそれぞれ対応する。更に、制御可能な相互コンダクタンス反転増幅器132’、132’’、134’、134’’、136’、136’’、及び138’、138’’の各対は、図2における反転相互コンダクタンス増幅器112、114の対の1つに対応するが、添え字は対応関係を示す。従って、各対132、134、136、138は、図2について本明細書において上述した様に、それぞれ個々の出力部140、142、144、又は146で加算されるそれぞれの電流及び位相を供給する。
【0014】
図7A乃至7Cは、制御可能な相互コンダクタンス反転増幅器の例を示す。図7Aは、N型FET(NFET)152及びP型FET(PFET)154を含む単純な反転器150を示す。NFET152のソースは、低電源電圧又は負電源電圧、例えば、接地、Vlow又はVssに接続される。PFET154のソースは、高電源電圧又は正電源電圧Vhi又はVddに接続される。NFET152のドレインは、反転器出力部156においてPFET154のドレインに接続される。反転器への入力部は、NFET152のゲート及びPFET154のゲートの共通接続部に接続される。この反転器150の相互コンダクタンスは、電源電圧、特に、Vddを変化することによって変更し得る。
【0015】
図7Aの単純な反転器150を小信号用相互コンダクタンス増幅器として用いる場合、kを、PFET154とNFET152間における移動度−酸化物容量積の比とすると、出力電流は、下式で与えられる。
【0016】
【数1】
これらの積を正規化すると、
【0017】
【数2】
反転器150の相互コンダクタンス利得は、下式で与えられる。
【0018】
【数3】
従って、反転器150の相互コンダクタンス利得は、反転器デバイス152、154の正規化幅対長さ比に正比例する。レール電圧(Vdd及びVss)においてVCOの出力飽和を回避するために、トポロジ制約(gm2/gm1)#2を侵害しないことに注意しなければならない。このことは、gm1及びgm2反転器に対して異なるデバイスサイズを選択し、gm2反転器のデバイスをgm1反転器の2倍(即ち、幅が2倍又は長さが半分)の大きさにし、また、gm1反転器の電源電圧をVddに固定することによって実現される。次に、gm2反転器の電源電圧をレール電圧以下に制限することによって、結果的に得られるVCOが安定する。各反転器から見える出力インピーダンスは、下式で表される反転器出力コンダクタンスに並列な出力部における寄生容量である。
Z(s)=1/{(gn+gp)+sC}
従って、この例の場合、4つの反転器132’、134’、136’、138’のgmはgm1に固定され、一方、残りの4つの反転器132’’、134’’、136’’、138’’は、それらの電源電圧を調整することによって制御されるgm2の可変gmを有する。VhiとVloとの間に接続して、単純な反転器150をgm2反転器132’’、134’’、136’’、138’’の代わりに用いると、利点と不利な点の双方がある。利点は、gm2反転器利得によって出力信号が過剰駆動されないとすると、VCO出力電圧スイングが大きいままである、即ち、電源電圧レベルに対してフルレンジのままである。不利な点は、特に低周波数において、gm2反転器の出力部での大きな信号スイングは、gm1反転器の入力部の信号に対して位相がずれることである。gm2反転器のPFET154へのソース(制御)電圧Vhiが、Vdd未満である場合、gm1反転器からの出力は、Vhiを超過することがあり、このため、出力信号からの電流が、gm2反転器出力部に流れ込み、また、PFET154のドレインからソースに流れ、出力電圧をクランプする。このことを回避するために、gm1反転器の最小電源電圧を制限しなければならない。この単純な反転器150を直交VCOに用いる場合の他の欠点は、制御電圧も電源電圧だということである。従って、制御電圧は、本質的に発振器電源であるため、発振器電流をも供給できなければならない。このことは、gm2反転器132’’、134’’、136’’、138’’を、図7Bの反転器160で置き換えることによって解決し得る。
【0019】
図7Bは、NFET152及びPFET154に対応するNFET162及びPFET164を含む、図7Aのものと同様な、第2の制御可能な相互コンダクタンス反転増幅器160を示す。更に、PFET166が、PFET164のソースと高電源電圧Vddとの間で、ドレインからソースへ、PFET164に直列接続される。PFET166のゲートは、バイアス制御電圧VCONで制御される。この制御可能な相互コンダクタンス反転増幅器160の場合、電源電圧は一定に保持でき、相互コンダクタンスは、PFET166の電流を変化することによって、即ち、VCONを変化することによって変更し得る。PFET164のソースでの電圧は、PFET166が供給する電流の関数であり、また従って、PFET166のゲートでのバイアス制御電圧VCONの関数である。
【0020】
上述した低周波数制限は、各機能ブロックの加算ノードにおける切換可能なコンデンサ(図示せず)を用いて克服し得る。各加算ノードの位相シフトは、そのノードのおける合計容量の関数であることから、容量を大きくすると、低周波数で位相シフトが生じるため、発振周波数が下がる。
【0021】
図7Cは、第3の制御可能な相互コンダクタンス反転増幅器170を示す。NFET172は、NFET152、162に対応する。図7Cの制御可能な相互コンダクタンス反転増幅器170は、図7Bの制御可能な相互コンダクタンス反転増幅器160と同様であり、直列のPFET164、166は各々並列のPFET対で置き換えられている。PFET164は、並列のPFET174、176に対応し、PFET166は、並列のPFET178、180に対応する。PFET174、178は、Vddと出力部との間に直列接続される。また、PFET176、180は、Vddと出力相互コンダクタンスとの間に直列接続され、この出力相互コンダクタンスは、それぞれPFET178、180のゲートに接続された2つの個別の相互コンダクタンス制御バイアス電圧VCON1及びVCON2によって制御される。オプションとして、PFET174と178との間の接続点は、PFET176と180との間の接続点182に接続し得る。このオプションの接続で、PFET174、176は、単一のPFET(図示せず)で置き換え得る。
【0022】
図7Cの多重制御電圧で制御可能な相互コンダクタンス反転増幅器170は、VCOの多ポートステアリング制御が望ましい用途に有用である。本明細書において上述した様に、個々の反転器のgmは、結果的に得られる反転器電流を生成する電源電圧と組み合わせたデバイスサイズの関数である。上述した発振器の解析から、重ね合わせ及び並列PFET174、176、178、180の電流ベクトルを用いて、実効相互コンダクタンスは、並列デバイスの個々の相互コンダクタンスを加算することによって求め得る。並列PFET174、176及びPFET178、180の実効デバイスサイズ比を、反転器160におけるPFET164、166のそれと同じに維持することによって、zp166=zp178+zp180である。
【0023】
従って、PFET178、180に対するPFET174、176のデバイスサイズ比を制御することによって、各ポートの相対的な感受性を制御する。これ以外の感受性制御は、PFET174、178の共通ドレイン/ソース接続を182においてPFET176、180に選択的に接続することによって利用可能である。
【0024】
上述した実施形態の場合、各位相ドライバの直交出力は、実質的に0から無限大まで変化する一方で、発振器トポロジが、直交VCOの周波数範囲に制約を課すことに留意されたい。これらの周波数範囲の制約は、VCOを更に厳密に数学的に解析すると更に明らかになる。各機能ブロックの正規化された周波数に依存する伝達関数、入力ベクトル、及び出力ベクトルは、指数形式で記述すると、次の様になる。
【0025】
【数4】
ここで、Nは、発振器位相の数であり、n=1、2、3、・・・、Nである。
上述した好適な直交発振器の場合、N=4であり、また、必要な位相シフトは、B/2ラジアンである。全ての機能ブロックが同じであるため、n=1の場合について説明する。位相必要要件は、次の様になる。
−π/2=−atan(gm1/gm2)+∠Z(ω0)
アークタンジェント項(atan(gm1/gm2))は、gmの変動に対応する位相シフトであり、第2項(∠Z(ω0))は、加算インピーダンス極に対応する位相シフトである。後者の位相シフトを求めると、∠Z(ω0)=atan(−ωRC)となる。
代入すると、発振条件を満たす周波数は、以下の通りである。
ω0=ωc×(gm2/gm1)、ここで、ωc=1/RCであり、
従って、ω0/ωc=gm2/gm1である。
【0026】
直交発振器の場合、入力及び出力電圧ベクトルの振幅は全て等しく、また、利得必要要件は、下式から求め得る。
【0027】
【数5】
従って、コーナ加算インピーダンス周波数で表すと、
【0028】
【数6】
次に、周波数比に対する上述のgm比の同一性を用いて、発振に対する必要要件は、下式で与えられる。
1<=gm1×R、及び、ω0=gm2/Cである。
次に、発振器ループを解析すると、各基本機能ブロック入力の伝達関数は、以下の通りである。
【0029】
【数7】
2ブロック入力間の唯一の差異は、gm1及びgm2であり、これらは、比M=gm2/gm1によって記述される。このブロックの伝達関数は、一般伝達関数H(s)、直交入力I(s)及びQ(s)並びにそれらの補数で記述し得る。従って、発振器関数は、4つの連立方程式で記述し得る。
【0030】
【数8】
出力モード伝達関数は、入力信号X(s)をQ(s)の補数に挿入して下式を得ることによって求め得る。
【0031】
【数9】
上式においてH(s)を置き換えて解くと、伝達関数極は、下式で与えられる。
【0032】
【数10】
従って、安定な発振の利得必要要件、1=gm1Rから、本明細書において上述した様に求められた極は、以下で生じる。
【0033】
【数11】
(gm2/gm1)>2の場合、右半分のs平面に単一実数極が存在するため、
追加の制約が、好適なトポロジから生じる。極が右半分のs平面にあるという不安定さを回避するために、制約gm2/gm1、#2が満足されなければならず、これによって上限の発振器周波数が2/RCに制限される。
【0034】
好適な直交VCOのQは、開ループ3dB帯域幅から求め得る。従って、図1のVCO100のトポロジをフィードバック付き2段差分回路と見なすと、上述した直交式I(s)及び
【0035】
【数12】
を用いて、各段の開ループ伝達関数を求め得る。
Q(s)及びその補数
【0036】
【数13】
を差動入力とし、I(s)及びその補数
【0037】
【数14】
を出力とすると、単一段の伝達関数は、下式で表される。
【0038】
【数15】
上記からH(s)を置き換えると、この式は下式となる。
【0039】
【数16】
従って、2つのカスケード接続の差分ブロックに対する開ループ伝達関数は、次のようになる。
【0040】
【数17】
従って、分母の2次方程式のQは、gm1R>1の時、1/2である。しかしながら、このことは、固有周波数がVCOの周波数ではないため、特に何か情報を与えるものではない。gm1R=1の時、この回路は、本質的に下式の形式による1対のカスケード接続された積分器である。
【0041】
【数18】
差分出力を交差結合して入力に供給することによって、この回路は、利得1の周波数で、この場合、gm2/Cラジアンで発振する。
【0042】
図8A乃至8Dは、それぞれ4、5、6、及び9位相を表す多相電圧制御発振器の例を示す概略図である。特に、図8Aの4位相VCO130は、図6の直交VCO130に直接対応する。個々の相互コンダクタンス増幅器は、矢印190で表され、また、各々、個々の用途に応じて、反転又は非反転である。更に、交差結合相互コンダクタンス増幅器は、頭が2つの矢印192で表され、他の個々の相互コンダクタンス増幅器は、頭が1つの矢印194で表される。図8A及び8Cのように、VCOが偶数の位相を供給する場合、交差結合の相互コンダクタンス増幅器が含まれるが、他方、図8B及び8Dの例のように、VCOが奇数の位相を供給する場合、交差結合の相互コンダクタンス増幅器は含まれないことに留意されたい。
【0043】
図8A乃至8Dから分かるように、VCO構成は、発振器位相の数が増えるに伴って、更に複雑になる。また、各々個々の数の位相を生成する2つ以上の構成を利用可能にすることができる。
【0044】
一般的に、各位相ドライバは、360°/Nだけ分離したN個の位相の内、1つの位相を駆動する。これらの位相には、k=0乃至N−1のkの値を割当てることができ、ここで、t0には、0°の値が割当てられ、Φk=k×360°/Nである。従って、位相ドライバの入力/出力空間は、集合{0、1、・・・、N−1}であり、位相ドライバ入力x及びyの可能な値を指定すると、x及びyは、以下の式の解を必然的に生じる。即ち、位相ドライバ出力k=0の場合、M=x+yModN、及び、0<M<である。加算インピーダンスによる位相シフトは、2N=−M×360°/(2N)、例えば、図6及び図8Aの4位相発振器例では−45度であり、図8Bの5位相発振器例では−36度である。位相ドライバは、反転又は非反転の相互コンダクタンス増幅器のいずれでもよい。従って、任意の位相ドライバ出力kに対して、対応する入力は、x+kModN、及び、y+kModNである。
【0045】
利点として、この好適な実施形態による発振器は、インダクタを必要とせず、従って、従来の同調回路Qが無い。受動要素すなわちR及びC等の場合、Qが、蓄積されたエネルギを消費したエネルギで除したものに等しいという簡単な定義で、回路Qを記述し得る。並列RC回路の場合、Q=T0RCである。T0=M/RCであり、従って、Q=M又は反転器の相互コンダクタンス比である。
【0046】
本発明について、好適な実施形態に基づき説明したが、当業者は認識されるように、本発明は、添付の請求項の精神と範囲内において修正を加えても実施し得るものである。
【図面の簡単な説明】
【0047】
【図1】好適な実施形態による直交VCOの機能ブロック図。
【図2】図1のVCOの構築に用いる電圧制御可能な相互コンダクタンス位相ドライバの基本構成を示す図。
【図3A】相互コンダクタンス増幅器に供給される入力ベクトルV1及びV2と、電流加算出力ノードにおける結果的に得られる電流ベクトルV1gm1及びV2gm2との関係を示す図。
【図3B】相互コンダクタンス増幅器に供給される入力ベクトルV1及びV2と、電流加算出力ノードにおける結果的に得られる電流ベクトルV1gm1及びV2gm2との関係を示す図。
【図4A】単極加算インピーダンスの大きさ及び位相成分のボード図。
【図4B】単極加算インピーダンスの大きさ及び位相成分のボード図。
【図4C】個々の電圧制御可能な相互コンダクタンス位相ドライバの加算インピーダンスの伝達関数を極座標で示す図。
【図5A】図4Cの加算インピーダンス極座標グラフを図3A及び3Bのベクトル図に重ね合わせて得られた電圧制御可能な相互コンダクタンス位相ドライバのベクトル伝達関数を示す図。
【図5B】図4Cの加算インピーダンス極座標グラフを図3A及び3Bのベクトル図に重ね合わせて得られた電圧制御可能な相互コンダクタンス位相ドライバのベクトル伝達関数を示す図。
【図6】好適な実施形態による直交VCOを更に詳細に示すブロック図。
【図7A】電圧制御可能な相互コンダクタンス反転器の例を示す図。
【図7B】電圧制御可能な相互コンダクタンス反転器の例を示す図。
【図7C】電圧制御可能な相互コンダクタンス反転器の例を示す図。
【図8A】4位相を表す多相電圧制御発振器の例を示す概略図。
【図8B】5位相を表す多相電圧制御発振器の例を示す概略図。
【図8C】6位相を表す多相電圧制御発振器の例を示す概略図。
【図8D】9位相を表す多相電圧制御発振器の例を示す概略図。
Claims (22)
- 同じ発振器周波数の複数の位相を供給する電圧制御発振器(VCO)であって、前記VCOは、各々発振器位相を駆動する複数の位相ドライバを含み、各位相ドライバは、電圧制御可能であり、また、少なくとも2つの発振器位相を受信するVCO。
- 請求項1に記載のVCOであって、
前記各位相ドライバは、少なくとも2つの独立制御可能な相互コンダクタンス増幅器を含み、前記各制御可能な相互コンダクタンス増幅器は、制御電圧及び入力位相を受信し、また、前記制御電圧及び前記入力位相に応答して、そこから出力を生成し、前記少なくとも2つの独立制御可能な相互コンダクタンス増幅器双方からの前記出力は、共に接続され、前記位相ドライバの出力部で発振器位相を駆動するVCO。 - 請求項2に記載のVCOであって、
複数の独立制御可能な相互コンダクタンス増幅器が、対の反転器であり、前記反転器の相互コンダクタンスは、前記制御電圧で調整されるVCO。 - 請求項3に記載のVCOであって、前記各独立制御可能な相互コンダクタンス増幅器には、
反転器出力部と低電源電圧との間に接続された第1伝導型の第1トランジスタと、
高電源電圧(Vhi)と前記反転器出力部との間に接続された第2伝導型の第2トランジスタと、
反転器入力部において前記第2トランジスタの制御ゲートに接続された前記第1トランジスタの制御ゲートと、
が含まれるVCO。 - 請求項4に記載のVCOであって、
前記制御電圧は、少なくとも1つの前記独立制御可能な相互コンダクタンス増幅器用のVhiであるVCO。 - 請求項4に記載のVCOであって、
前記トランジスタは、電界効果トランジスタ(FET)であり、前記第1伝導型は、N型(NFET)であり、前記第2伝導型は、P型(PFET)であるVCO。 - 請求項6に記載のVCOであって、
前記VCOは、直交VCOであり、また、2対の交差結合位相ドライバを含み、前記各対の前記各位相ドライバは、前記他方の対の交差結合位相ドライバから位相を受信し、受信した前記各位相は、対応する位相ドライバ出力に対して90度位相がずれているVCO。 - 請求項4に記載のVCOであって、前記独立制御可能な相互コンダクタンス増幅器の少なくとも1つには、更に、
Vhiと前記第2トランジスタとの間に接続された前記第2伝導型の第3トランジスタと、
前記第3トランジスタの制御ゲートに接続された制御電圧と、
が含まれるVCO。 - 請求項8に記載のVCOであって、少なくとも1つの独立制御可能な相互コンダクタンス増幅器には、更に、
前記高電源電圧と前記反転器出力部との間に直列接続された前記第2伝導型の第4及び第5トランジスタと、
前記第5トランジスタの制御端子に接続された第2制御電圧と、
前記反転器入力部において、前記第1トランジスタ、前記第2トランジスタ、及び前記第4トランジスタ各々の制御ゲートに接続された入力位相と、
が含まれるVCO。 - 複数の発振器位相を供給する電圧制御発振器(VCO)であって、前記VCOは、各々発振器位相を受信する複数の制御可能な相互コンダクタンス反転増幅器を含み、前記各発振器位相は、少なくとも2つの制御可能な相互コンダクタンス反転増幅器によって駆動されるVCO。
- 請求項10に記載のVCOであって、
前記VCOは、直交VCOであり、また、2対の交差結合された及び2対の直列接続された制御可能な相互コンダクタンス反転増幅器を含み、各直列接続対は、前記交差結合対の内、対応する1つの対の出力部間に接続され、前記交差結合対の各出力部は、他の直列接続対間に接続されるVCO。 - 請求項11に記載の直交VCOであって、
制御可能な相互コンダクタンス反転増幅器の各対は、反転器であり、前記反転器の相互コンダクタンスは、前記反転器対の電源電圧を調整することによって制御可能である直交VCO。 - 請求項12に記載の直交VCOであって、前記各制御可能な相互コンダクタンス反転増幅器には、
出力部と低電源電圧(Vlow)との間に接続された第1伝導型の第1トランジスタと、
高電源電圧(Vhi)と前記出力部との間に接続された第2伝導型の第2トランジスタと、
が含まれる直交VCO。 - 請求項13に記載の直交VCOであって、
前記トランジスタは、電界効果トランジスタ(FET)であり、前記第1伝導型は、N型(NFET)であり、前記第2伝導型は、P型(PFET)である直交VCO。 - 請求項14に記載の直交VCOであって、
Vhiは、前記制御可能な相互コンダクタンス反転増幅器の半分に対して調整される直交VCO。 - 請求項14に記載の直交VCOであって、前記各第2トランジスタは、第1PFETであり、また、制御可能な相互コンダクタンス反転増幅器の前記対の内、少なくとも2つの対には、更に、
Vhiと前記第1PFETとの間に接続された第2PFETと、
前記第2PFETの制御ゲートに供給される制御電圧と、
が含まれる直交VCO。 - 請求項16に記載の直交VCOであって、制御可能な相互コンダクタンス反転増幅器の前記対の内、前記少なくとも2つの対には、更に、
Vhiと前記出力部との間に直列接続された第3PFET及び第4PFETと、
前記第4PFETの制御ゲートに接続された第2制御電圧と、
前記NFET、前記第1PFET、及び前記第3PFETの制御ゲートに接続された入力位相と、
が含まれる直交VCO。 - 直交VCOであって、
交差結合されて第1対の補間出力を供給する第1対の電圧制御可能な相互コンダクタンス反転増幅器と、
交差結合されて第2対の補間出力を供給する第2対の電圧制御可能な相互コンダクタンス反転増幅器であって、前記第2対の補間出力は、前記第1対の補間出力に対して90度位相がずれている前記第2対の電圧制御可能な相互コンダクタンス反転増幅器と、
前記第1対の出力部間に直列接続された第3対の電圧制御可能な相互コンダクタンス反転増幅器であって、前記第2対の出力部が前記第3対間に接続された前記第3対の電圧制御可能な相互コンダクタンス反転増幅器と、
前記第2対の出力部間に直列接続された第4対の電圧制御可能な相互コンダクタンス反転増幅器であって、前記第1対の出力部が前記第4対間に接続され、前記第1及び第2対の増幅器の相互コンダクタンスが第1制御電圧で制御され、また、前記第3及び第4対の増幅器の相互コンダクタンスが第2制御電圧で制御される前記第4対の電圧制御可能な相互コンダクタンス反転増幅器と、
が含まれる直交VCO。 - 請求項18に記載の直交VCOであって、
制御可能な相互コンダクタンス反転増幅器の少なくとも2つの対は、反転器の対であり、前記対の反転器の相互コンダクタンスは、反転器電源電圧を調整することによって制御される直交VCO。 - 請求項19に記載の直交VCOであって、前記各制御可能な相互コンダクタンス反転増幅器には、
高電源電圧Vhiと前記反転器出力部との間に接続された第1電界効果トランジスタ(FET)であって、P型FET(PFET)である前記第1FETと、
低電源電圧と前記反転器出力部との間に接続されたn型FET(NFET)と、
が含まれる直交VCO。 - 請求項19に記載の直交VCOであって、制御可能な相互コンダクタンス反転増幅器の少なくとも2つの対には、更に、
Vhiと前記第1PFETとの間に接続された第2PFETと、
前記第2PFETの制御ゲートに供給される相互コンダクタンス制御電圧と、
が含まれる直交VCO。 - 請求項21に記載の直交VCOであって、制御可能な相互コンダクタンス反転増幅器の前記少なくとも2つの対には、更に、
Vhiと前記出力部との間に直列接続された第3及び第4PFETと、
前記第4PFETの制御ゲートに接続された第2制御電圧と、
前記NFET、前記第1PFET、及び前記第3PFETの制御ゲートに接続された入力位相と、
が含まれる直交VCO。
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